一种多自由度电机驱动机器人观测装置的制作方法

本实用新型公开一种多自由度电机驱动机器人观测装置，涉及一种多自由度电机驱动机器人观测装置。

背景技术：

在机器人领域中，为了获取有关机器人的作业对象及外界环境等方面的信息，以使机器人的动作能适应外界环境的变化，使之达到更高层次的自动化，人们给机器人安装了观测装置，它能够帮助机器人感知外部环境状况，提高机器人的实用性。现有机器人观测装置第一种是仅能在水平方向转动的观测装置，第二种是仅能做俯仰运动的观测装置。这两种机器人观测装置结构笨重，自由度少，视野范围小，故障率高，不易使机器人适应外界环境的变化。

技术实现要素：

本实用新型的目的，采用一种电机驱动的滚转机构，驱动机器人双眼在某一平面内滚转，同时采用一种电机驱动的俯仰机构，驱动机器人的双眼做俯仰运动，提高了机器人观测装置的自由度，增加了机器人的视野范围，提高了机器人适应外界环境的变化的能力。

本实用新型解决其技术问题的解决方案是：

本实用新型的多自由度电机驱动机器人观测装置，它包含眼部滚转机构1、右眼俯仰机构2、左眼俯仰机构3、和驱动控制器4四部分；其特征在于：所述的右眼俯仰机构、左眼俯仰机构、驱动控制器分别与眼部滚转机构螺钉连接。

作为优选，所述的眼部滚转机构由下支架、上支架、左眼齿轮轴、滚转电机转子轴、右眼齿轮轴、磁钢安装槽a、滚转电机转子铁芯、多对极磁钢a、多对极磁钢b、轴承a、轴承b、轴承c、轴承d、轴承e、磁电式角位移编码器a、编码器端盖、轴承f、滚转电机定子、滚转电机定子绕组组成，其中下支架与上支架螺栓连接，左眼齿轮轴与轴承c、轴承d轴承连接，滚转电机转子轴与轴承b、轴承f轴承连接，右眼齿轮轴与轴承a、轴承e轴承连接，下支架、上支架与轴承a、轴承b、轴承c、轴承d、轴承e、轴承f轴承连接，多对极磁钢a、多对极磁钢b与磁钢安装槽a胶接，滚转电机转子铁芯与滚转电机转子轴胶接，磁钢安装槽a与滚转电机转子轴键连接，下支架、磁电式角位移编码器a与编码器端盖螺钉连接，编码器端盖与轴承f轴承连接，下支架、滚转电机定子绕组与滚转电机定子胶接。

作为优选，所述的右眼俯仰机构由右眼支架、轴承g、右眼俯仰电机后端盖、右眼俯仰板、右眼摄像头、磁钢安装槽b、多对极磁钢c、多对极磁钢d、右眼磁电式角位移编码器、轴承h、右眼编码器后端盖、右眼俯仰电机转子、右眼俯仰电机转子铁芯、右眼俯仰电机定子、右眼俯仰电机定子绕组组成，其中右眼支架与右眼齿轮轴、右眼俯仰电机后端盖、右眼编码器后端盖螺钉连接，右眼俯仰电机后端盖、右眼俯仰电机转子与轴承g轴承连接，多对极磁钢c、多对极磁钢d与磁钢安装槽b胶接，磁钢安装槽b、右眼编码器后端盖与轴承h轴承连接，右眼摄像头、磁钢安装槽b、右眼俯仰电机转子与右眼俯仰板螺钉连接，右眼支架、右眼磁电式角位移编码器与右眼编码器后端盖螺钉连接，右眼俯仰电机转子铁芯与右眼俯仰电机转子胶接，右眼支架、右眼俯仰电机定子绕组与右眼俯仰电机定子胶接。

作为优选，所述的左眼俯仰机构由左眼支架、轴承i、左眼俯仰电机后端盖、左眼俯仰板、左眼摄像头、磁钢安装槽c、多对极磁钢e、多对极磁钢f、左眼磁电式角位移编码器、轴承j、左眼编码器后端盖、左眼俯仰电机转子、左眼俯仰电机转子铁芯、左眼俯仰电机定子、左眼俯仰电机定子绕组组成，其中左眼支架与右眼齿轮轴、左眼俯仰电机后端盖、左眼编码器后端盖螺钉连接，左眼俯仰电机后端盖、左眼俯仰电机转子与轴承i轴承连接，多对极磁钢e、多对极磁钢f与磁钢安装槽c胶接，磁钢安装槽c、左眼编码器后端盖与轴承j轴承连接，左眼摄像头、磁钢安装槽c、左眼俯仰电机转子与左眼俯仰板螺钉连接，左眼支架、左眼磁电式角位移编码器与左眼编码器后端盖螺钉连接，左眼俯仰电机转子铁芯与左眼俯仰电机转子胶接，左眼支架、左眼俯仰电机定子绕组与左眼俯仰电机定子胶接。

本实用新型的有益效果是：

1.采用滚转电和俯仰电机输出动力，提高了机器人观测装置的自由度，增加了机器人的视野范围，提高了机器人适应外界环境的变化的能力。

2.分别采用三个磁电式角位移传感器作为眼部滚转机构、右眼俯仰机构、左眼俯仰机构的位置反馈，测量眼部滚转电机转子、右眼俯仰电机转子、左眼俯仰电机转子的角位移，体积小，重量轻，能够精确的反馈当前眼部摄像头空间位置。

附图说明

附图1：本实用新型的整体结构示意图；

附图2：本实用新型的眼部滚转机构示意图；

附图3：本实用新型的眼部滚转机构局部结构示意图；

附图4：本实用新型的眼部滚转机构局部结构示意图；

附图5：本实用新型的眼部滚转机构局部结构示意图；

附图6：本实用新型的眼部滚转机构局部结构示意图；

附图7：本实用新型的右眼俯仰机构示意图；

附图8：本实用新型的右眼俯仰机构局部结构示意图；

附图9：本实用新型的右眼俯仰机构局部结构示意图；

附图10：本实用新型的右眼俯仰机构局部结构示意图；

附图11：本实用新型的右眼俯仰机构局部结构示意图；

附图12：本实用新型的左眼俯仰机构示意图；

附图13：本实用新型的左眼俯仰机构局部结构示意图；

附图14：本实用新型的左眼俯仰机构局部结构示意图；

附图15：本实用新型的左眼俯仰机构局部结构示意图；

附图16：本实用新型的左眼俯仰机构局部结构示意图；

图中，1-1、下支架，1-2、上支架，1-3、左眼齿轮轴，1-4、滚转电机转子轴，1-5、右眼齿轮轴，1-6、磁钢安装槽a，1-7、滚转电机转子铁芯，1-8、多对极磁钢a，1-9、多对极磁钢b，1-10、轴承a，1-11、轴承b，1-12、轴承c，1-13、轴承d，1-14、轴承e，1-15、磁电式角位移编码器a，1-16、编码器端盖，1-17、轴承f，1-18、滚转电机定子，1-19、滚转电机定子绕组，2-1、右眼支架，2-2、轴承g，2-3、右眼俯仰电机后端盖，2-4、右眼俯仰板，2-5、右眼摄像头，2-6、磁钢安装槽b，2-7、多对极磁钢c，2-8、多对极磁钢d，2-9、右眼磁电式角位移编码器，2-10、轴承h，2-11、右眼编码器后端盖，2-12、右眼俯仰电机转子，2-13、右眼俯仰电机转子铁芯，2-14、右眼俯仰电机定子，2-15、右眼俯仰电机定子绕组，3-1、左眼支架，3-2、轴承i，3-3、左眼俯仰电机后端盖，3-4、左眼俯仰板，3-5、左眼摄像头，3-6、磁钢安装槽c，3-7、多对极磁钢e，3-8、多对极磁钢f，3-9、左眼磁电式角位移编码器，3-10、轴承j，3-11、左眼编码器后端盖，3-12、左眼俯仰电机转子，3-13、左眼俯仰电机转子铁芯，3-14、左眼俯仰电机定子，3-15、左眼俯仰电机定子绕组，4、驱动控制器。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本实用新型。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。

以下结合附图进一步说明本实用新型的具体结构及实施方式。

本实用新型的结构组成如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11、图12、图13、图14、图15、图16。

本实用新型的多自由度电机驱动机器人观测装置，它包含眼部滚转机构1、右眼俯仰机构2、左眼俯仰机构3和驱动控制器4四部分；其特征在于：所述的右眼俯仰机构2、左眼俯仰机构3和驱动控制器4分别与眼部滚转机构1螺钉连接。

进一步的，所述的眼部滚转机构1由下支架1-1、上支架1-2、左眼齿轮轴1-3、滚转电机转子轴1-4、右眼齿轮轴1-5、磁钢安装槽a 1-6、滚转电机转子铁芯1-7、多对极磁钢a 1-8、多对极磁钢b 1-9、轴承a 1-10、轴承b 1-11、轴承c 1-12、轴承d 1-13、轴承e 1-14、磁电式角位移编码器a 1-15、编码器端盖1-16、轴承f 1-17、滚转电机定子1-18、滚转电机定子绕组1-19组成，其中下支架1-1与上支架1-2螺栓连接，左眼齿轮轴1-3与轴承c 1-12、轴承d 1-13轴承连接，滚转电机转子轴1-4与轴承b 1-11、轴承f 1-17轴承连接，右眼齿轮轴1-5与轴承a 1-10、轴承e 1-14轴承连接，下支架1-1、上支架1-2与轴承a 1-10、轴承b 1-11、轴承c 1-12、轴承d 1-13、轴承e 1-14、轴承f 1-17轴承连接，多对极磁钢a 1-8、多对极磁钢b 1-9与磁钢安装槽a 1-6胶接，滚转电机转子铁芯1-7与滚转电机转子轴1-4胶接，磁钢安装槽a 1-6与滚转电机转子轴1-4键连接，下支架1-1、磁电式角位移编码器a 1-15与编码器端盖1-16螺钉连接，编码器端盖1-16与轴承f 1-17轴承连接，下支架1-1、滚转电机定子绕组1-19与滚转电机定子1-18胶接。

进一步的，所述的右眼俯仰机构2由右眼支架2-1、轴承g 2-2、右眼俯仰电机后端盖2-3、右眼俯仰板2-4、右眼摄像头2-5、磁钢安装槽b 2-6、多对极磁钢c 2-7、多对极磁钢d 2-8、右眼磁电式角位移编码器2-9、轴承h 2-10、右眼编码器后端盖2-11、右眼俯仰电机转子2-12、右眼俯仰电机转子铁芯2-13、右眼俯仰电机定子2-14、右眼俯仰电机定子绕组2-15组成，其中右眼支架2-1与右眼齿轮轴1-5、右眼俯仰电机后端盖2-3、右眼编码器后端盖2-11螺钉连接，右眼俯仰电机后端盖2-3、右眼俯仰电机转子2-12与轴承g 2-2轴承连接，多对极磁钢c 2-7、多对极磁钢d 2-8与磁钢安装槽b 2-6胶接，磁钢安装槽b 2-6、右眼编码器后端盖2-11与轴承h 2-10轴承连接，右眼摄像头2-5、磁钢安装槽b 2-6、右眼俯仰电机转子2-12与右眼俯仰板2-4螺钉连接，右眼支架2-1、右眼磁电式角位移编码器2-9与右眼编码器后端盖2-11螺钉连接，右眼俯仰电机转子铁芯2-13与右眼俯仰电机转子2-12胶接，右眼支架2-1、右眼俯仰电机定子绕组2-15与右眼俯仰电机定子2-14胶接。

进一步的，所述的左眼俯仰机构3由左眼支架3-1、轴承i 3-2、左眼俯仰电机后端盖3-3、左眼俯仰板3-4、左眼摄像头3-5、磁钢安装槽c3-6、多对极磁钢e3-7、多对极磁钢f3-8、左眼磁电式角位移编码器3-9、轴承j3-10、左眼编码器后端盖3-11、左眼俯仰电机转子3-12、左眼俯仰电机转子铁芯3-13、左眼俯仰电机定子3-14、左眼俯仰电机定子绕组3-15组成，其中左眼支架3-1与左眼齿轮轴1-3、左眼俯仰电机后端盖3-3、左眼编码器后端盖3-11螺钉连接，左眼俯仰电机后端盖3-3、左眼俯仰电机转子3-12与轴承i3-2轴承连接，多对极磁钢e3-7、多对极磁钢f3-8与磁钢安装槽c3-6胶接，磁钢安装槽c3-6、左眼编码器后端盖3-11与轴承j3-10轴承连接，左眼摄像头3-5、磁钢安装槽c3-6、左眼俯仰电机转子3-12与左眼俯仰板3-4螺钉连接，左眼支架3-1、左眼磁电式角位移编码器3-9与左眼编码器后端盖3-11螺钉连接，左眼俯仰电机转子铁芯3-13与左眼俯仰电机转子3-12胶接，左眼支架3-1、左眼俯仰电机定子绕组3-15与左眼俯仰电机定子3-14胶接。

其工作原理：滚转电机定子绕组1-19得电，使得滚转电机转子轴1-4转动，并且通过齿轮副使得左眼齿轮轴1-3、右眼齿轮轴1-5转动，从而实现双眼在滚转电机旋转平面内朝着同一方向转动；同时右眼俯仰电机定子绕组2-15、左眼俯仰电机定子绕组3-15得电，使得右眼俯仰电机转子2-12、左眼俯仰电机转子3-12旋转，使得安装在右眼俯仰板2-4上的右眼摄像头2-5做上仰动作，安装在左眼俯仰板3-4上的左眼摄像头3-5做下俯运动，或者使得安装在右眼俯仰板2-4上的右眼摄像头2-5做下俯动作，安装在左眼俯仰板3-4上的左眼摄像头3-5做上仰运动，这样使得左右眼的俯仰方向相反，使得机器人可以同时看到上下两个方向的外部环境，增大了机器人的视觉范围。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。